交互平台架构浅谈

“业务与承载分离、管理与服务分离”是设计交互平台的首要原则。在交互平台系统架构中，最为关键的是后台管理系统架构和视频服务体系架构，本文围绕着这两部分重点进行了探讨。

典型――交互平台的系统架构

一个典型的交互电视系统的功能架构以及后台管理系统和周边系统的关系如图1所示。节目内容通过AMS媒资管理系统馈入BMS业务管理系统，BMS系统将媒体文件注入到视频服务器VOD Server，同时将资产注入到业务应用系统，业务应用系统进行节目编排和服务绑定后再到互动节目导航系统IPG。用户通过导航界面来选择点播的节目，同时会话资源管理系统SRM和BMS平台在后台工作以管理网络带宽，并与付费平台配合确定用户账户的合法性。

一般来说，交互平台架构的核心组成包括视频服务系统VOD Server、业务管理系统BMS、会话和资源管理系统SRM、应用管理系统VOD Application以及交互节目导航系统IPG。

核心――后台管理系统架构

目前主流的交互平台架构解决方案，有基于传统广电HFC网络的时代华纳ISA架构和基于IP宽带网络的IPTV标准规范，而尚未成熟应用的下一代交互电视架构NGOD则尝试吸收多种架构的优点。

基于HFC网络的ISA架构，是传统广电的解决方案，可和原有的网络及业务兼容，视频下传采用HFC广播通道，采用DVB协议，编码格式采用MEPG－2。而IPTV架构，采用IP封装和IP单播/组播技术，编码格式一般为MPEG4或H.264。

对于广电运营商，必须在现有网络环境的基础上，充分考虑新技术和新业务带来的影响，合理选择适合广电和国情的交互平台架构。一方面利用现有广播网络的带宽优势，另一方面充分吸收IPQAM、千兆以太网、流媒体等先进技术，实现支持广播业务、VOD业务、时移/回看业务、nPVR业务、广告业务、H.264/AVS高清业务、SDV交换式数字视频业务等多种业务的融合体系架构。

考虑到多业务支持和发展过程中的不确定性，在吸收不同架构优点及现网实际运营经验后，我们认为一个完整的后台管理系统(BackOffice)功能架构如图2所示。

后台管理系统包含以下几个层次的功能模块：

导航模块IPG――交互电视服务门户TVPortal。IPG支持服务器运行在Linux平台上，同时可加载Squid等Web Cache软件，以提供更多的并发访问支持，避免大量Web服务器的堆叠。IPG同时支持采用四层交换机，实现多台Web服务器地址的集群管理功能。IPG的主要功能包括多业务导航、用户自服务、认证计费网关等。

业务管理模块：实现对不同业务的内容组合和业务策略的全局配置及管理；可以同时实现多个业务管理模块协同工作，分别管理不同的用户、业务，对IPG Server同时支持节目目录数据的主动推送方式和被动获取方式，提供灵活的业务管理和节目组合策略，满足各类新的互动电视业务开发和部署需要。典型的业务管理子系统包括VOD业务管理、时移业务管理、nPVR业务管理、直播/SDV管理、广告管理等。

运营管理模块VAS：VAS对用户信息和产品信息进行管理和维护，和第三方用户管理系统SMS/BOSS以及认证计费网关联合工作。VAS系统借鉴电信运营商对用户数据的管理和技术接口，实现实时扣款、实时授权、用户数据查询等，用户可在互动机顶盒终端上直接购买包月节目包等。VAS主要包括用户管理、产品管理、计费管理以及与营销管理有关的功能。

报表管理模块：提供各种业务、运维、运营等相关报表。报表管理子系统可以对于交互电视运营中所有系统及运营数据进行统计，并提供出不同的商业报表，包括点播率相关的、节目内容相关的、视频流相关的、用户组和地域相关的统计报表等。

会话资源管理模块SRM：SRM提供了复杂的带宽管理能力，以确保在下行网络上视频流能正确地路由和分发，它持续地监控网络拓扑和流资源的利用，以保证VOD系统会话的最大可用性，消除视频服务器或服务组(ServiceGroup)间因为带宽不足和MPEG节目号冲突导致的服务失败。SRM自动完成VideoServer、IPQAM与STB的配对，并对IPQAM的带宽进行管理。SRM参考NGOD等开放标准架构，实现内部Session、Resource等各管理功能的细分，实现内部模块的松耦合运行，支持分布式部署。会话资源管理模块主要涵盖会话调度系统SM、资源管理系统RM以及网络管理系统NM。

系统接口：为全交互式数字电视业务管理提供与其他业务系统的统一接口，以对不同前端产品实现有效的统一管理和资源控制，满足平台的开放性要求。接口协议既可支持ISA规范中的CORBA协议，也可以采用诸如SOAP/XML协议等进行优化。

关键――视频服务体系部署架构

视频服务器最简单的工作原理即接受用户的点播请求，并根据服务器的运行状况和网络状况以合适的通道发送视频流给用户。大型的交互平台往往拥有海量的用户和海量的内容，因此运营级的视频服务体系往往由―个支持巨量网络吞吐带宽的服务器集群组成，可以在―个很大的范围之间任意伸缩其网络吞吐性能。

从全球范围来看，VOD视频服务器已经历两代产品的发展，第一代产品为全集中式结构，由若干台视频服务器合成一组，组内服务器的存储采用RAID等技术实现共享，它可以降低节目重复存储的次数，在早期存储价格还比较高且节目比较少的情况下有比较积极的作用。第二代产品为集中一分布式结构，视频服务器和存储服务器相对独立，视频服务器通常自带缓存，它和存储服务器之间通过网络相连。业务早期需要全集中时通过局域网相连，业务后期需要建立分前端时通过城域网连接分前端视频服务器和存储服务器，扩展比较方便，视频服务器通过CDN技术等自适应算法来保证播出服务器缓存的高命中率以降低内容的调度次数。此外，第二代VOD视频服务器产品中的部分厂家在服务器端除了将硬盘作为缓存外，还同时将容量相对比较小的闪存或内存等作为缓存，这样如果所有的用户都点播在闪存或内存中的那部分内容时，VOD服务器能有比较高的并发输出流量。

通过以上分析可知，对于不同规模的广电运营商或同一运营商的不同发展阶段，视频服务器对集中一分布式结构的支持以及支持的效率是视频服务器厂商关注的重点。在运营商已经选择了先进的视频服务技术体系和产品后，视频服务器的部署与运营商网络还有着很大的关系，如何选择最适合自有网络环境的部署架构，则是广电运营商要重点考虑的问题。

下面以某广电运营商的实际网络环境为例，分析几种不同的视频服务器部署方式及优缺点。

某广电现有网络环境如图3所示，总前端及其他一级分前端处于骨干光纤环网上，另有若干个二级分前端分别通过光纤双上联至骨干环网上的总前端或一级分前端中的两个物理节点。所有物理节点均带有一定数量的终端用户。

根据视频服务器的部署位置，我们设计了3种部署方案。

方案一：半集中式。在总前端部署中心视频服务器，在一级分前端部署边缘视频服务器，组成两级CDN网络。边缘视频服务器分别为本节点及一定数量的其他相连的二级分前端提供视频服务(见图4)。

方案二：全集中式。在总前端集中部署若干台视频服务器，通过万兆网络直接向各分前端提供视频流服务(见图5)。

方案三：全分布式(边缘堆叠式)。在总前端部署中心视频服务器，在所有一级和二级分前端分别部署边缘视频服务器，组成两级CDN网络。所有边缘视频服务器仅为本节点用户提供视频服务(见图6)。

上述3种部署架构分析比较如附表。运营商可以根据网络拓扑、节点分布和带宽等网络情况，以及投资成本和运维条件等进行综合考虑，进行适当的部署架构选择。

综上所述，“业务与承载分离、管理与服务分离”是设计交互平台的首要原则，“集中式管理、分布式服务”使得架构设计更为灵活和具有拓展性，同时结合市场容量需求和网络规划条件进行合适的部署架构设计，可以使交互平台最大程度地服务于交互业务发展。